Энергосберегающая охлаждающая система для животноводческих ферм

Энергосберегающая охлаждающая система для животноводческих ферм содержит теплоизолированную герметизированную емкость, в которой установлен испаритель, конденсатор, компрессор, резервуар-теплообменник с секцией хладоносителя, блок управления, в верхней части теплоизолированной герметизированной емкости установлен поплавковый клапан, который соединен с системой водоснабжения фермы, причем верхняя часть теплоизолированной герметизированной емкости, которая расположена выше поплавкового клапана, соединена через вентили с наружным воздухом и выходной частью секции хладоносителя, представляющего собой воду, резервуара-теплообменника, а в нижней части теплоизолированной герметизированной емкости, соединенной через насос и регулирующий вентиль с входной частью секции хладоносителя резервуара-теплообменника, установлены трубы с распылительными отверстиями, соединенные с наружным воздухом через воздуходувку трубой, поднимающейся выше поплавкового клапана, причем выходная часть секции хладоносителя через вентили соединена с конденсатором или водонагревателем и системой теплоснабжения фермы. Использование данного изобретения обеспечивает снижение капитальных и эксплуатационных затрат, расхода электроэнергии и повышение надежности холодильного оборудования. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области охлаждения жидких продуктов, в том числе молока, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности, а также при обработке и хранении молока и других пищевых продуктов.

Известны охлаждающие системы, широко используемые на животноводческих фермах. Они включают: испаритель, конденсатор, компрессор, блоки управления и автоматики, систему трубопроводов и вентилей (см., например, Покровский Н.К. Холодильные машины и установки. М.: "Пищевая промышленность", 1969, стр.9...47).

Недостатком этих охлаждающих систем являются большие затраты энергии на охлаждение продукции, высокая стоимость, низкие надежность и экологическая безопасность, особенно в условиях животноводческих ферм.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является охлаждающее устройство для ферм (патент РФ №2081564), содержащее теплоизолированную герметизированную емкость, трубы с распылительными форсунками, испаритель, конденсатор, компрессор, теплообменник, блок управления.

Недостатками этого устройства являются большие капитальные и эксплуатационные затраты, а также малая надежность, связанная с необходимостью установки дополнительных трубопроводов, заполненных водой, на открытом воздухе и возможным перемерзанием их в холодное время года.

Задачей изобретения является снижение капитальных и эксплуатационных затрат, расхода энергии, а также повышение надежности холодильного оборудования.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в верхней части теплоизолированной герметизированной емкости установлен поплавковый клапан, соединенный с системой водоснабжения фермы, причем верхняя часть теплоизолированной герметизированной емкости, расположенная выше поплавкового клапана, соединена через вентили с наружным воздухом и выходной частью секции хладоносителя (воды) резервуара-теплообменника, а в нижней части теплоизолированной герметизированной емкости, соединенной через насос и регулирующий вентиль с входной частью секции хладоносителя резервуара-теплообменника, установлены трубы с распылительными отверстиями, соединенные с наружным воздухом через воздуходувку трубой, поднимающейся выше поплавкового клапана, причем выходная часть секции хладоносителя через вентили соединена с конденсатором или водонагревателем и системой теплоснабжения фермы, причем в верхней части теплоизолированной герметизированной емкости установлен датчик уровня, а она соединена с системой подачи грунтовой воды через клапан с электромагнитным приводом, причем компрессор, вентилятор, вентиль с электромагнитным приводом, датчики температуры и уровня соединены с блоком управления, а на трубопроводе перед трубами с распылительными отверстиями установлен воздушный фильтр, причем на выходе трубопровода, соединяющего через вентиль верхнюю часть теплоизолированной емкости с наружным воздухом, установлен шланг, в теплое время года присоединяемый ко входу воздуходувки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид энергосберегающей охлаждающей системы для животноводческих ферм.

Энергосберегающая охлаждающая система для животноводческих ферм содержит: теплоизолированную герметизированную емкость 1 с установленным в ней испарителем 2, конденсатор 3 водяного или воздушного охлаждения, компрессор 4, резервуар-теплообменник 5 с секцией хладоносителя (воды) 6, блок управления 7, причем в верхней части теплоизолированной герметизированной емкости 1 установлен поплавковый клапан 8, соединенный с системой водоснабжения фермы, причем верхняя часть теплоизолированной герметизированной емкости 1, расположенная выше поплавкового клапана 8, соединена через вентили 9 и 10 с наружным воздухом и выходной частью секции хладоносителя 6 резервуара-теплообменника 5, а в нижней части теплоизолированной герметизированной емкости 1, соединенной через насос 12 и регулирующий вентиль 13 с входной частью секции хладоносителя 6 резервуара-теплообменника 5, установлены трубы с распылительными отверстиями 14, соединенные с наружным воздухом через воздуходувку 15 трубой, поднимающейся выше поплавкового клапана 8, причем выходная часть секции хладоносителя через вентили 11, 16 и 17 соединена с конденсатором 3 или водонагревателем 18 и системой теплоснабжения фермы, причем в верхней части теплоизолированной герметизированной емкости 1 установлен датчик уровня (на чертеже не показан), а она соединена с системой подачи грунтовой воды через клапан с электромагнитным приводом 19, причем компрессор 4, воздуходувка 15, вентиль с электромагнитным приводом 19, датчики температуры 20, 21, 22, 23 и уровня соединены с блоком управления 7, а на трубопроводе перед трубами с испарительными отверстиями 14 установлен воздушный фильтр 24, причем на выходе трубопровода, соединяющего через вентиль 9 верхнюю часть теплоизолированной емкости 1 с наружным воздухом, установлен шланг 25, в теплое время года присоединяемый ко входу воздуходувки 15.

Энергосберегающая охлаждающая система для животноводческих ферм работает следующим образом.

В холодное время года при включении системы в режиме аккумуляции сигнал с датчиков температуры наружного воздуха и хладоносителя 20, 22, 23 поступает в блок управления 7. Если температура воздуха ниже температуры хладоносителя (воды), то включается воздуходувка 15 и холодный воздух, пройдя по трубопроводу и через воздушный фильтр 24, попадает в теплоизолированную герметизированную емкость 1, распыляется трубами с распылительными отверстиями 14, пройдя через толщу хладоносителя, охлаждает ее и через вентиль 9 выводится из помещения.

Природный холод аккумулируется в теплоизолированной герметизированной емкости 1 в виде холодной воды, водоледяной смеси или льда, образующегося на поверхностях труб 14 и испарителя 2.

Для охлаждения молоко поступает в резервуар-теплообменник 5. По команде датчиков температуры молока 21 и наружного воздуха 22 с блока управления 7 включается насос 12 и охлажденный хладоноситель через регулирующий вентиль 13 поступает в секцию хладоносителя 6 резервуара-теплообменника 5, охлаждая молоко, и далее через вентиль 10 возвращается в теплоизолированную емкость 1, где доохлаждается от распыленного воздуха, поступающего от труб с распылительными отверстиями 14. Часть хладоносителя, нагретая теплом охлажденного молока в теплообменниках емкостного или проточного действия, через вентили 16 и 17 поступает в водонагреватель 18 и в систему теплоснабжения фермы.

Расход воды, в том числе от испарения, компенсируется из системы водоснабжения фермы. При падении ее уровня в теплоизолированной емкости 1 открывается поплавковый клапан 8 и уровень хладоносителя восстанавливается.

Для более полного использования холода грунта система может пополняться грунтовой водой, которая поступает непосредственно в центральную зону теплоизолированной емкости 7 через вентиль с электромагнитным приводом 19. Команда на подачу воды поступает от датчика уровня (на чертеже не указан), устанавливаемого на уровне поплавкового клапана 8 через блок управления 7.

Если температура хладоносителя, охлаждаемого природным холодом, недостаточна для охлаждения молока, по сигналу датчиков температуры 20, 21, 23 включается компрессор 4 и хладоагент начинает перемещаться по контуру: компрессор 4; конденсатор 3; испаритель 2, от которого доохлаждается хладоноситель. В этом случае происходит дополнительный нагрев хладоносителя в конденсаторе 3. Дальнейшее охлаждение молока хладоносителем происходит так же, как и при охлаждении молока, природным холодом.

Поступающий воздух очищается в воздушном фильтре 24.

Предлагаемая система может работать как с емкостным, так и с проточным теплообменником.

При работе источника искусственного холода в теплое время года для повышения эффективности действия испарителя 2 в теплоизолированной герметизированной емкости 1 верхняя ее часть через вентиль 9 при помощи съемного шланга 25 соединяется с входом воздуходувки 15. Хладоноситель в теплоизолированной герметизированной емкости 1 при этом перемешивается холодным воздухом и интенсивность его охлаждения и эффективность действия испарителя 2 увеличивается.

Предлагаемая энергосберегающая охлаждающая система для животноводческих ферм осуществляет охлаждение молока в течение круглого года. При этом нет опасности замерзания трубопроводов, проходящих по наружному воздуху.

Таким образом, предлагаемая энергосберегающая охлаждающая система для животноводческих ферм имеет преимущество перед прототипом. Снижаются установленная мощность, хладопроизводительность источников искусственного холода, сокращаются капитальные и эксплуатационные затраты, расход энергии, а также повышается надежность оборудования.

1. Энергосберегающая охлаждающая система для животноводческих ферм, содержащая теплоизолированную герметизированную емкость с установленным в ней испарителем, конденсатор, компрессор, резервуар-теплообменник с секцией хладоносителя, блок управления, в верхней части теплоизолированной герметизированной емкости установлен поплавковый клапан, соединенный с системой водоснабжения фермы, причем верхняя часть теплоизолированной герметизированной емкости, расположенная выше поплавкового клапана, соединена через вентили с наружным воздухом и выходной частью секции хладоносителя, представляющего собой воду, резервуара-теплообменника, а в нижней части теплоизолированной герметизированной емкости, соединенной через насос и регулирующий вентиль с входной частью секции хладоносителя резервуара-теплообменника, установлены трубы с распылительными отверстиями, соединенные с наружным воздухом через воздуходувку трубой, поднимающейся выше поплавкового клапана, причем выходная часть секции хладоносителя через вентили соединена с конденсатором или водонагревателем и системой теплоснабжения фермы.

2. Система по п.1, в которой в верхней части теплоизолированной герметизированной емкости установлен датчик уровня, а она соединена с системой подачи грунтовой воды через клапан с электромагнитным приводом.

3. Система по п.1, в которой компрессор, вентилятор, вентиль с электромагнитным приводом, датчики температуры и уровня соединены с блоком управления, а на трубопроводе перед трубами с распылительными отверстиями установлен воздушный фильтр.

4. Система по п.1, в которой на выходе трубопровода, соединяющего через вентиль верхнюю часть теплоизолированной емкости с наружным воздухом, установлен шланг, присоединяемый ко входу воздуходувки.